EP3657736A1 - Cable-connected and combined communication connection and energy supply of sensors in buildings - Google Patents

Cable-connected and combined communication connection and energy supply of sensors in buildings Download PDF

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EP3657736A1
EP3657736A1 EP18207306.4A EP18207306A EP3657736A1 EP 3657736 A1 EP3657736 A1 EP 3657736A1 EP 18207306 A EP18207306 A EP 18207306A EP 3657736 A1 EP3657736 A1 EP 3657736A1
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EP
European Patent Office
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bus
bus line
subscriber
supply unit
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18207306.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Weins Matthias
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innocow GmbH
Original Assignee
Innocow GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innocow GmbH filed Critical Innocow GmbH
Priority to EP18207306.4A priority Critical patent/EP3657736A1/en
Publication of EP3657736A1 publication Critical patent/EP3657736A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/40Bus networks
    • H04L12/40006Architecture of a communication node
    • H04L12/40045Details regarding the feeding of energy to the node from the bus
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/021Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Definitions

  • the invention relates to the wired and combined communication connection and energy supply of sensors in buildings.
  • the invention relates to a device for locating the animals of a herd of cattle in the area of a stable.
  • the measuring devices or sensors to be installed in a barn only require electricity because they either function autonomously or exchange data by radio, the only thing left to do is to lay one power cable per device in the barn. But if the devices have to exchange wired data, e.g. B. because the communication is time-critical and therefore wireless technologies are unsuitable, in addition to power cables, other cables, namely data cables, must be laid.
  • a star topology has so far been used for the network cables.
  • a star topology was previously used for the wiring of measuring devices and sensors in a barn for data communication.
  • cables 18 ' are laid to the individual devices 12'. This is in Fig. 1 visualized.
  • laypersons may not install, modify, or repair electrical systems that are connected to the public electricity supply network (Section 13 of the Low Voltage Connection Ordinance). This work must be carried out by an installation company entered in an installer directory of a network operator.
  • each measuring device must be connected to the feed-in point so that it can draw power or exchange wired data.
  • this approach is not efficient in terms of the amount of cables to be laid (in meters).
  • the object of the invention is to simplify the communication connection and energy supply of sensors in stables.
  • a bus system for the application in a barn, which serves both the energy supply and the data communication.
  • a large number of bus users are connected to the bus line, each of which has at least one receiving antenna.
  • the receiving antennas receive signals from sensors that are carried by animals in the area of the barn.
  • the transmitters either transmit time-division multiplexed or at different frequencies, signals which are received by the receiving antennas.
  • the position of the transmitter and thus the position of the animal in the barn can then be detected by methods known per se. If the system is only to be used to record the presence of an animal in the area of a barn, then according to the invention it is not absolutely necessary to locate the animal, but rather only presence detection.
  • the bus line is designed like a "daisy chain". This has the advantage that, starting from a bus subscriber electrically connected to the bus line, the next bus subscriber is connected by an electrical connection to be installed between the two becomes. This means that there is no longer a need to lay a separate line per bus subscriber to the control and supply unit. Rather, the "daisy chain" bus line is built up from bus subscriber to bus subscriber. The bus subscriber closest to the control and supply unit is connected to this unit via a bus line section.
  • the bus line has a plurality of bus line branches which extend from the control and supply unit.
  • Each bus line branch is then, as described above, constructed as "daisy chaining" and consists of individual separate bus line sections between, based on the first bus subscriber, the control and supply unit and the said first bus subscriber and from then on between adjacent bus subscribers.
  • the invention provides a system for supplying sensors with power on the one hand and ensuring the data and communication connection on the other hand.
  • various cable systems have been installed in order to install sensors or measuring devices in buildings such as stables, namely a first one for the power supply and another one for data exchange.
  • the invention describes a method for using a cable system for both, so that the material costs and the installation effort are significantly reduced.
  • via network cable transmit additional power or - if the power cabling already exists in the building - data via power cables to avoid unnecessary cable installations. This is particularly important for animal stables, since new cables can hardly be laid here.
  • a first embodiment of the invention relates to the case where no power cables are brought forward or can be used in the barn. In this case, both data and power cables would have to be installed with great effort.
  • the invention uses the so-called power supply via Ethernet (Power over Ethernet - PoE). This is a procedure based on the IEEE 802.3at standard, with which network-compatible devices can be supplied with power via a normal network cable.
  • a network router or switch is installed in the building, which supports PoE and not only supplies data but also electricity at its ports.
  • Commercially available network cables according to the TIA-568A / B standard, which are also referred to as patch cables, with RJ-45 plugs are then connected to these ports. Then this patch cable can be used to supply the device with power (up to 25.5 W) and to exchange data in accordance with the IEEE 802.3 Ethernet standard.
  • a second variant of the invention represents an expansion of what has been said above.
  • the invention further uses what is known as "daisy chaining". This means a process that connects a number of hardware components together in series. The first device is still directly connected to the entry point (cf. Fig. 1 ). The other components are now included connected to their predecessors (series connection principle), creating a chain.
  • the advantage is that significant cables can be saved, since with every additional device in the building the entire route back to the entry point does not have to be cabled. Technically, this can be combined perfectly with data and power transmission with patch cables.
  • the third embodiment of the invention is provided in the event that a power supply is already present in the building, the wiring of which can be used to connect the devices for data communication.
  • the already installed power cables are used to not only ensure the power supply, but also to transmit data.
  • carrier frequency systems TMA
  • TMA carrier frequency systems
  • Corresponding adapters for the power grid are standardized according to the home plug or IEEE 1901 standard. This means that data can be transmitted via the network cable, so that no communication infrastructure is required and therefore there is no need for cables and their installation.
  • Fig. 2 an example of the cabling topology achievable with the device according to the invention is shown.
  • a barn 10 several devices are preferably attached to the walls, which are bus subscribers 12 with receiving antennas for locating animals in a herd by radio.
  • Each animal carries a radio transmitter for sending radio signals for the location, which is based on one of several different methods known per se (e.g. TDoA method - time difference of arrival).
  • the bus subscribers 12 are connected in the manner of a daisy chain topology to a control and supply unit 14, both for data communication and for energy supply.
  • a bus line 16 is provided, which can have one or more branches 18, each of which extends from the control and supply unit 14.
  • Each bus line branch 18 of the bus line 16 has individual bus line sections 20, which each connect adjacent components which are connected to the relevant bus line branch 18 to one another.
  • the peculiarity here is that the bus system can be easily expanded by connecting further bus users 12 to the last bus user 12 of the bus line branch 18 via a bus line section 20. There are therefore no separate cable connections to be laid from each individual bus subscriber 12 to the control and supply unit 14.
  • the bus subscribers 12 of each bus line branch 18 are rather coupled to one another in the manner of a series connection. This can be done, for example, by arranging a splitter for each bus subscriber 12 in the bus line, to which the bus subscriber 12 is connected.
  • the individual bus line sections then extend from splitter to splitter.
  • a bus subscriber 12 can also have two bus connections, with which the two bus line sections starting from a bus subscriber 12 and leading to the neighboring bus subscribers are then connected.
  • the invention has been described above with the aid of networked devices in the form of receiving antennas for locating or detecting the presence of animals in a herd in a surveillance area, such as a barn.
  • other devices can also be networked for the purpose of simplifying data communication and energy supply.
  • Such other devices can be, for example, weather stations that record ambient temperature and humidity.
  • the collection of such data for herd management is quite interesting, since the behavior of the herd can depend on such parameters.
  • the invention is therefore directed to devices for the acquisition and provision of data for herd management which can be networked in a manner for the energy supply and data communication.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung zur Ortung der Tiere einer Viehherde im Bereich eines Stalls (10) ist versehen mit einer Busleitung (16), mehreren Empfangsantennen aufweisenden Busteilnehmern zur Anordnung in oder an einem Stall (10), wobei die mehreren Empfangsantennen dazu ausgelegt sind, Funksignale von Sendern zu empfangen, die von sich im Bereich des Stalls (10) befindenden Tieren mitführbar sind. Ferner ist die Vorrichtung versehen mit einer an die Busleitung (16) angeschlossenen Steuer- und Versorgungseinheit (14) zur uni- oder bidirektionalen Datenkommunikation mit den Busteilnehmern (12) und zur Versorgung der Busteilnehmer (12) mit elektrischer Energie. Die Busteilnehmer (12) sind an die Busleitung (16) angeschlossen und über die Busleitung (16) mit der Steuer- und Versorgungseinheit (14) sowohl für die Datenkommunikation als auch zur Energieversorgung verbunden.The device for locating the animals of a herd of cattle in the area of a barn (10) is provided with a bus line (16), bus subscribers having a plurality of receiving antennas for arrangement in or on a barn (10), the multiple receiving antennas being designed to transmit radio signals from transmitters to receive, which can be carried by animals located in the area of the stable (10). The device is also provided with a control and supply unit (14) connected to the bus line (16) for unidirectional or bidirectional data communication with the bus participants (12) and for supplying the bus participants (12) with electrical energy. The bus participants (12) are connected to the bus line (16) and are connected via the bus line (16) to the control and supply unit (14) both for data communication and for energy supply.

Description

Die Erfindung betrifft die kabelgebundene und kombinierte Kommunikationsanbindung und Energieversorgung von Sensoren in Gebäuden. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ortung der Tiere einer Viehherde im Bereich eines Stalls.The invention relates to the wired and combined communication connection and energy supply of sensors in buildings. In particular, the invention relates to a device for locating the animals of a herd of cattle in the area of a stable.

Stand der TechnikState of the art

Benötigen in einem Stall zu verbauende Messgeräte oder Sensoren lediglich Strom, weil sie entweder autark funktionieren oder Daten per Funk austauschen, fällt lediglich die Verlegung eines Stromkabels pro Gerät im Stall an. Wenn die Geräte aber kabelgebunden Daten austauschen müssen, z. B. weil die Kommunikation zeitkritisch ist und deshalb drahtlose Technologien ungeeignet sind, müssen neben Stromkabeln weitere Kabel, und zwar Datenkabel verlegt werden.If the measuring devices or sensors to be installed in a barn only require electricity because they either function autonomously or exchange data by radio, the only thing left to do is to lay one power cable per device in the barn. But if the devices have to exchange wired data, e.g. B. because the communication is time-critical and therefore wireless technologies are unsuitable, in addition to power cables, other cables, namely data cables, must be laid.

Zusätzlich wird bisher für die Netzwerkkabel auf eine Sterntopologie gesetzt. Zusätzlich wird bisher für die Verkabelung von Messgeräten und Sensoren in einem Stall zwecks Datenkommunikation auf eine Sterntopologie gesetzt. Von einem zentralen Einspeisepunkt 14' ausgehend, sei es der Stromverteilerkasten im Stall 10' oder ein Datenrouter, werden jeweils Kabel 18' zu den einzelnen Geräten 12' verlegt. Dies ist in Fig. 1 visualisiert.In addition, a star topology has so far been used for the network cables. In addition, a star topology was previously used for the wiring of measuring devices and sensors in a barn for data communication. Starting from a central feed point 14 ', be it the power distribution box in the barn 10' or a data router, cables 18 'are laid to the individual devices 12'. This is in Fig. 1 visualized.

Nachteile und EinschränkungenDisadvantages and limitations

Für die Installation bedeutet dies nicht nur zusätzliche Kosten für das Material, sondern vor allem auch einen erhöhten Aufwand für die Verlegung der Kabel. Ist das Gebäude nicht einfach zugänglich, weil die baulichen oder betrieblichen Abläufe dies erschweren oder unmöglich machen, stellt dieser Verlegungsaufwand ein erhebliches Problem dar. Dies ist vor allem für Tierställe entscheidend, da hier nur schwerlich neue Kabel verlegt werden können. Auf der anderen Seite können - bei großen Ställen mit vielen Tieren - die Kosten für die Verkabelung schnell die theoretischen Kosten für die Messgeräte übersteigen. In diesem Fall wird eine eigentlich nützliche und gewollte Technologie bzw. ein Produkt praktisch und faktisch wirtschaftlich unrentabel.For the installation, this means not only additional costs for the material, but above all an increased effort for the laying of the cables. If the building is not easily accessible because the constructional or operational processes make this difficult or impossible, this means laying effort is a considerable problem. This is particularly important for animal stables, since it is difficult to lay new cables here. On the other hand - in large stables with many animals - the costs for the wiring can quickly exceed the theoretical costs for the measuring devices. In this case, an actually useful and wanted technology or product becomes practically and de facto economically unprofitable.

Zusätzlich dürfen "Laien" elektrische Anlagen, die an das öffentliche Elektrizitätsversorgungsnetz angeschlossen sind, weder errichten, noch ändern oder noch reparieren (Paragraph 13 Niederspannungsanschlussverordnung). Diese Arbeiten müssen durch ein in ein Installateurverzeichnis eines Netzbetreibers eingetragenes Installationsunternehmen durchgeführt werden.In addition, "laypersons" may not install, modify, or repair electrical systems that are connected to the public electricity supply network (Section 13 of the Low Voltage Connection Ordinance). This work must be carried out by an installation company entered in an installer directory of a network operator.

Ferner muss zwar jedes Messgerät mit dem Einspeisepunkt verbunden sein, damit es Strom beziehen kann oder kabelgebunden Daten austauschen kann. Jedoch ist dieses Vorgehen nicht effizient, was die Menge an zu verlegenden Kabeln (in Metern) anbelangt.Furthermore, each measuring device must be connected to the feed-in point so that it can draw power or exchange wired data. However, this approach is not efficient in terms of the amount of cables to be laid (in meters).

Erfindunginvention

Aufgabe der Erfindung ist es, die Kommunikationsanbindung und Energieversorgung von Sensoren in Ställen zu vereinfachen.The object of the invention is to simplify the communication connection and energy supply of sensors in stables.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Vorrichtung zur Ortung der Tiere einer Viehherde im Bereich eines Stalls vorgeschlagen, die versehen ist mit

  • einer Busleitung,
  • mehreren Empfangsantennen aufweisenden Busteilnehmern zur Anordnung in oder an einem Stall,
  • wobei die mehreren Empfangsantennen dazu ausgelegt sind, Funksignale von Sendern zu empfangen, die von sich im Bereich des Stalls befindenden Tieren mitführbar sind,
  • einer an die Busleitung angeschlossenen Steuer- und Versorgungseinheit zur uni- oder bidirektionalen Datenkommunikation mit den Busteilnehmern und zur Versorgung der Busteilnehmer mit elektrischer Energie, und
  • wobei die Busteilnehmer an die Busleitung angeschlossen sind und über die Busleitung mit der Steuer- und Versorgungseinheit sowohl für die Datenkommunikation als auch zur Energieversorgung verbunden sind.
To achieve this object, the invention proposes a device for locating the animals of a herd of cattle in the area of a barn, which is provided with
  • a bus line,
  • several bus antennas with receiving antennas for arrangement in or on a stall,
  • the plurality of receiving antennas being designed to receive radio signals from transmitters which can be carried by animals located in the area of the stall,
  • a control and supply unit connected to the bus line for unidirectional or bidirectional data communication with the bus participants and for supplying the bus participants with electrical energy, and
  • wherein the bus subscribers are connected to the bus line and are connected via the bus line to the control and supply unit both for data communication and for energy supply.

Mit der Erfindung wird für die Applikation in einem Stall ein Bussystem vorgeschlagen, das sowohl der Energieversorgung als auch der Datenkommunikation dient. An die Busleitung sind eine Vielzahl von Busteilnehmern angeschlossen, von denen jeder mindestens eine Empfangsantenne aufweist. Die Empfangsantennen empfangen Signale von Sensoren, die von sich im Bereich des Stalls aufhaltenden Tieren getragen werden. Die Sender senden entweder zeitgemultiplext oder bei verschiedenen Frequenzen Signale aus, die von den Empfangsantennen empfangen werden. Durch an sich bekannte Verfahren lässt sich dann die Position des Senders und damit die Position des Tieres im Stall detektieren. Wenn mit dem System lediglich die Anwesenheit eines Tieres im Bereich eines Stalls erfasst werden soll, so bedarf es erfindungsgemäß nicht zwingend der Ortung des Tieres, sondern lediglich der Anwesenheitsdetektion.With the invention, a bus system is proposed for the application in a barn, which serves both the energy supply and the data communication. A large number of bus users are connected to the bus line, each of which has at least one receiving antenna. The receiving antennas receive signals from sensors that are carried by animals in the area of the barn. The transmitters either transmit time-division multiplexed or at different frequencies, signals which are received by the receiving antennas. The position of the transmitter and thus the position of the animal in the barn can then be detected by methods known per se. If the system is only to be used to record the presence of an animal in the area of a barn, then according to the invention it is not absolutely necessary to locate the animal, but rather only presence detection.

Die Verwendung eines Bussystems mit einer Busleitung für sowohl die Datenkommunikation als auch die elektrische Energieversorgung von Busteilnehmern mit Empfangsantennen zur Anordnung in einem Stall für die Ortung, d. h. für die Positionsbestimmung oder für die Anwesenheitsbestimmung eines Tieres der Herde ist in der Viehwirtschaft grundsätzlich nicht bekannt. Hier sorgt die Erfindung für Abhilfe.The use of a bus system with a bus line for both the data communication and the electrical energy supply of bus participants with receiving antennas for arrangement in a stall for location, i. H. cattle farming is generally not known for determining the position or for the presence of an animal in the herd. The invention provides a remedy here.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Busleitung wie eine "Daisy Chain" ausgeführt ist. Das hat den Vorteil, dass ausgehend von einem elektrisch an die Busleitung angeschlossenen Busteilnehmer der nächste Busteilnehmer durch eine zwischen beide zu installierende elektrische Verbindung angeschlossen wird. Damit muss nun nicht mehr pro Busteilnehmer eine separate Leitung bis zur Steuer- und Versorgungseinheit verlegt werden. Vielmehr baut sich die "Daisy Chain"-Busleitung von Busteilnehmer zu Busteilnehmer auf. Der zur Steuer- und Versorgungseinheit nächstliegende Busteilnehmer ist über einen Busleitungsabschnitt mit dieser Einheit verbunden.It is particularly advantageous if the bus line is designed like a "daisy chain". This has the advantage that, starting from a bus subscriber electrically connected to the bus line, the next bus subscriber is connected by an electrical connection to be installed between the two becomes. This means that there is no longer a need to lay a separate line per bus subscriber to the control and supply unit. Rather, the "daisy chain" bus line is built up from bus subscriber to bus subscriber. The bus subscriber closest to the control and supply unit is connected to this unit via a bus line section.

In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Busleitung mehrere Busleitungszweige aufweist, die sich ausgehend von der Steuer- und Versorgungseinheit erstrecken. Jeder Busleitungszweig ist dann, wie zuvor beschrieben, als "Daisy Chaining" aufgebaut und besteht aus einzelnen separaten Busleitungsabschnitten zwischen, bezogen auf den ersten Busteilnehmer, der Steuer- und Versorgungseinheit und dem besagten ersten Busteilnehmer und von da ab zwischen jeweils benachbarten Busteilnehmern.In a further expedient embodiment of the invention, it can be provided that the bus line has a plurality of bus line branches which extend from the control and supply unit. Each bus line branch is then, as described above, constructed as "daisy chaining" and consists of individual separate bus line sections between, based on the first bus subscriber, the control and supply unit and the said first bus subscriber and from then on between adjacent bus subscribers.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen dabei:

Fig. 1
eine schematische Darstellung der bisherigen Verkabelung mehrerer Geräte in einem Stall mit einem Einspeisungspunkt für die Kommunikation oder für die Energieversorgung und
Fig. 2
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verkabelung für die Datenkommunikation und Stromversorgung mehrerer Geräte in einem Stall.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment and with reference to the drawing. The following show in detail:
Fig. 1
is a schematic representation of the previous wiring of several devices in a barn with a feed point for communication or for energy supply and
Fig. 2
a schematic representation of the wiring according to the invention for data communication and power supply of several devices in a stable.

Die Erfindung stellt ein System zur Verfügung, um Sensoren auf der einen Seite mit Strom zu versorgen und auf der anderen Seite die Daten- sowie Kommunikationsanbindung sicherzustellen. Bisher werden, um Sensoren oder Messgeräte in Gebäuden wie z.B. Ställen zu installieren, aufwendig verschiedene Kabelsysteme verlegt, nämlich ein erstes für die Stromversorgung und ein weiteres für den Datenaustausch. Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, um für beides ein Kabelsystem zu nutzen, so dass die Materialkosten und der Installationsaufwand deutlich reduziert werden. So wird erfindungsgemäß über Netzwerkkabel zusätzlich Strom übertragen oder - bei bereits vorhandener Stromverkabelung im Gebäude - über Stromkabel Daten, um unnötige Kabelinstallationen zu vermeiden. Dies ist vor allem für Tierställe entscheidend, da hier nur schwerlich neue Kabel verlegt werden können.The invention provides a system for supplying sensors with power on the one hand and ensuring the data and communication connection on the other hand. So far, various cable systems have been installed in order to install sensors or measuring devices in buildings such as stables, namely a first one for the power supply and another one for data exchange. The invention describes a method for using a cable system for both, so that the material costs and the installation effort are significantly reduced. So according to the invention via network cable transmit additional power or - if the power cabling already exists in the building - data via power cables to avoid unnecessary cable installations. This is particularly important for animal stables, since new cables can hardly be laid here.

An dieser Stelle setzt die Erfindung an, indem eine Vorrichtung vorgeschlagen wird, bei der Geräte in einem Stall effizienter und effektiver kabelgebundenen Strom beziehen und Daten austauschen können.This is where the invention comes in, by proposing a device in which devices in a barn can draw wired power more efficiently and effectively and exchange data.

Eine erste Ausprägung der Erfindung betrifft den Fall, dass im Stall keinerlei Stromkabel vorverlegt sind oder genutzt werden können. In diesem Fall müssten sowohl Daten- als auch Stromkabel aufwendig verlegt werden. Die Erfindung nutzt hierfür die sogenannte Stromversorgung über Ethernet (Power over Ethernet - PoE). Dies bezeichnet ein Verfahren nach dem Standard IEEE 802.3at, mit dem netzwerkfähige Geräte über ein normales Netzwerkkabel mit Strom versorgt werden können.A first embodiment of the invention relates to the case where no power cables are brought forward or can be used in the barn. In this case, both data and power cables would have to be installed with great effort. For this purpose, the invention uses the so-called power supply via Ethernet (Power over Ethernet - PoE). This is a procedure based on the IEEE 802.3at standard, with which network-compatible devices can be supplied with power via a normal network cable.

Dadurch müssen nicht nur keine zwei Kabel verlegt werden, sondern ferner entfällt damit auch die Elektroinstallation mit dem Verlegen der Stromkabel. Hierfür wird ein Netzwerkrouter oder -switch im Gebäude installiert, welcher PoE unterstützt und an seinen Ports nicht nur Daten, sondern auch Strom liefert. An diese Ports werden dann handelsübliche Netzwerkkabel nach der Norm TIA-568A/B, welche auch als Patchkabel bezeichnet werden, mit RJ-45 Steckern angeschlossen. Dann lässt sich über dieses Patchkabel sowohl das Gerät mit Strom versorgen (bis zu 25,5 W) als auch Daten nach IEEE-802.3-Ethernet-Standard austauschen.This not only means that two cables do not have to be laid, it also eliminates the need for electrical installation by laying the power cables. For this purpose, a network router or switch is installed in the building, which supports PoE and not only supplies data but also electricity at its ports. Commercially available network cables according to the TIA-568A / B standard, which are also referred to as patch cables, with RJ-45 plugs are then connected to these ports. Then this patch cable can be used to supply the device with power (up to 25.5 W) and to exchange data in accordance with the IEEE 802.3 Ethernet standard.

Eine zweite Variante der Erfindung stellt eine Erweiterung des zuvor Gesagten dar. Um die Probleme der sternförmigen Netzwerktopologie zu beseitigen, setzt die Erfindung weiter ein sogenanntes "Daisy Chaining" ein. Damit ist ein Verfahren gemeint, dass eine Anzahl von Hardware-Komponenten in Serie miteinander verbindet. Das erste Gerät ist weiterhin direkt mit dem Einspeisepunkt verbunden (vgl. Fig. 1). Die weiteren Komponenten sind nun jeweils mit ihren Vorgängern verbunden (Reihenschaltungsprinzip), womit eine Kette entsteht. Der Vorteil ist, dass signifikant Kabel eingespart werden können, da mit jedem weiteren Gerät im Gebäude nicht der gesamte Weg zurück zum Einspeisepunkt verkabelt werden muss. Dies lässt sich technisch einwandfrei mit der Daten- und Stromübertragung mit Patchkabel kombinieren.A second variant of the invention represents an expansion of what has been said above. In order to eliminate the problems of the star-shaped network topology, the invention further uses what is known as "daisy chaining". This means a process that connects a number of hardware components together in series. The first device is still directly connected to the entry point (cf. Fig. 1 ). The other components are now included connected to their predecessors (series connection principle), creating a chain. The advantage is that significant cables can be saved, since with every additional device in the building the entire route back to the entry point does not have to be cabled. Technically, this can be combined perfectly with data and power transmission with patch cables.

Die dritte Ausprägung der Erfindung ist für den Fall vorgesehen, dass im Gebäude bereits eine Stromversorgung vorhanden ist, deren Verkabelung genutzt werden kann, um die Geräte für die Datenkommunikation anzubinden. Hierzu werden die bereits verlegten Stromkabel genutzt, um nicht nur die Stromversorgung zu gewährleisten, sondern auch Daten zu übertragen. Dazu lassen sich Trägerfrequenzanlagen (TFA) nutzen, um Daten über ein vorhandenes Stromnetz zu übertragen. Dies wird auch als PowerLine oder PowerLAN bezeichnet, wobei vorhandene elektrische Stromleitungen im Niederspannungsnetz zum Aufbau eines lokalen Netzwerks zur Datenübertragung genutzt werden. Entsprechende Adapter für das Stromnetz sind nach dem Homeplug- bzw. IEEE-1901-Standard genormt. Damit lassen sich Daten über das Netzwerkkabel übertragen, so dass keine Kommunikationsinfrastruktur erforderlich ist und somit gänzlich auf Kabel und deren Installation verzichtet werden kann.The third embodiment of the invention is provided in the event that a power supply is already present in the building, the wiring of which can be used to connect the devices for data communication. For this purpose, the already installed power cables are used to not only ensure the power supply, but also to transmit data. For this purpose, carrier frequency systems (TFA) can be used to transmit data via an existing power grid. This is also referred to as PowerLine or PowerLAN, whereby existing electrical power lines in the low-voltage network are used to set up a local network for data transmission. Corresponding adapters for the power grid are standardized according to the home plug or IEEE 1901 standard. This means that data can be transmitted via the network cable, so that no communication infrastructure is required and therefore there is no need for cables and their installation.

In Fig. 2 ist ein Beispiel für die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbaren Verkabelungstopologie gezeigt. In einem Stall 10 sind vorzugsweise an den Wänden mehrere Geräte angebracht, bei denen es sich um Busteilnehmer 12 mit Empfangsantennen für die Ortung von Tieren einer Herde per Funk handelt. Jedes Tier trägt einen Funksender zum Aussenden von Funksignalen für die Ortung, die auf einem von mehreren verschiedenen, an sich bekannten Verfahren basiert (z. B. TDoA-Verfahren - Time-Difference-of-Arrival). Die Busteilnehmer 12 sind nach Art einer Daisy-Chain-Topologie mit einer Steuer- und Versorgungseinheit 14 verbunden, und zwar sowohl zur Datenkommunikation als auch für die Energieversorgung. Hierzu ist eine Busleitung 16 vorgesehen, die ein oder mehrere Zweige 18 aufweisen kann, welche jeweils von der Steuer- und Versorgungseinheit 14 ausgehend verlaufen. Im Beispiel der Fig. 2 existieren zwei derartige Busleitungszweige 18. Jeder Busleitungszweig 18 der Busleitung 16 weist einzelne Busleitungsabschnitte 20 auf, die jeweils benachbarte Komponenten, die an dem betreffenden Busleitungszweig 18 angeschlossen sind, untereinander verbinden. Die Besonderheit hier besteht darin, dass sich das Bussystem problemlos erweitern lässt, indem weitere Busteilnehmer 12 über einen Busleitungsabschnitt 20 an den jeweils letzten Busteilnehmer 12 des Busleitungszweiges 18 anschließbar sind. Es sind also keine separaten Kabelverbindungen von jedem einzelnen Busteilnehmer 12 zur Steuer- und Versorgungseinheit 14 zu verlegen. Die Busteilnehmer 12 jedes Busleitungszweiges 18 sind vielmehr nach Art einer Reihenschaltung miteinander gekoppelt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass pro Busteilnehmer 12 in der Busleitung ein Splitter angeordnet ist, an dem der Busteilnehmer 12 angeschlossen ist. Von Splitter zu Splitter erstrecken sich dann die einzelnen Busleitungsabschnitte. Alternativ kann ein Busteilnehmer 12 auch zwei Busanschlüsse aufweisen, mit denen dann die beiden von einem Busteilnehmer 12 ausgehenden und zu den benachbarten Busteilnehmern führenden Busleitungsabschnitte angeschlossen sind.In Fig. 2 an example of the cabling topology achievable with the device according to the invention is shown. In a barn 10, several devices are preferably attached to the walls, which are bus subscribers 12 with receiving antennas for locating animals in a herd by radio. Each animal carries a radio transmitter for sending radio signals for the location, which is based on one of several different methods known per se (e.g. TDoA method - time difference of arrival). The bus subscribers 12 are connected in the manner of a daisy chain topology to a control and supply unit 14, both for data communication and for energy supply. For this purpose, a bus line 16 is provided, which can have one or more branches 18, each of which extends from the control and supply unit 14. In the example of the Fig. 2 there are two bus line branches 18 of this type. Each bus line branch 18 of the bus line 16 has individual bus line sections 20, which each connect adjacent components which are connected to the relevant bus line branch 18 to one another. The peculiarity here is that the bus system can be easily expanded by connecting further bus users 12 to the last bus user 12 of the bus line branch 18 via a bus line section 20. There are therefore no separate cable connections to be laid from each individual bus subscriber 12 to the control and supply unit 14. The bus subscribers 12 of each bus line branch 18 are rather coupled to one another in the manner of a series connection. This can be done, for example, by arranging a splitter for each bus subscriber 12 in the bus line, to which the bus subscriber 12 is connected. The individual bus line sections then extend from splitter to splitter. Alternatively, a bus subscriber 12 can also have two bus connections, with which the two bus line sections starting from a bus subscriber 12 and leading to the neighboring bus subscribers are then connected.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von vernetzten Geräten in Form von Empfangsantennen zur Ortung bzw. Anwesenheitsdetektion von Tieren einer Herde in einem Überwachungsbereich wie beispielsweise einem Stall beschrieben. Mit dem erfindungsgemäßen Konzept lassen sich selbstverständlich aber auch andere Geräte zwecks Vereinfachung der Datenkommunikation und Energieversorgung vernetzen. Bei derartigen anderen Geräten kann es sich beispielsweise um Wetterstationen handeln, die Umgebungstemperatur und Umgebungsfeuchtigkeit aufzeichnen. Die Erfassung derartiger Daten für das Herdenmanagement ist durchaus interessant, da das Verhalten der Herde von derartigen Parametern abhängig sein kann bzw. ist. Als weiteres Beispiel für erfindungsgemäß zu vernetzende Geräte sei ferner auf Kameras verwiesen, mit denen sich das Verhalten der Tiere einer Herde überwachen lässt. Insoweit ist die Erfindung also gerichtet auf für die Energieversorgung und die Datenkommunikation auf eine Art und Weise zu vernetzende Geräte zur Erfassung bzw. Bereitstellung von Daten für das Herdenmanagement.The invention has been described above with the aid of networked devices in the form of receiving antennas for locating or detecting the presence of animals in a herd in a surveillance area, such as a barn. With the concept according to the invention, of course, other devices can also be networked for the purpose of simplifying data communication and energy supply. Such other devices can be, for example, weather stations that record ambient temperature and humidity. The collection of such data for herd management is quite interesting, since the behavior of the herd can depend on such parameters. As a further example of devices to be networked according to the invention, reference is also made to cameras with which the behavior of the animals in a herd can be monitored. In this respect, the invention is therefore directed to devices for the acquisition and provision of data for herd management which can be networked in a manner for the energy supply and data communication.

BEZUGSZEICHENLISTEREFERENCE SIGN LIST

1010th
Stallbarn
1212
BusteilnehmerBus participants
1414
VersorgungseinheitSupply unit
1616
BusleitungBus line
1818th
BusleitungszweigBus line branch
2020th
BusleitungsabschnittBus line section

Claims (3)

Vorrichtung zur Ortung der Tiere einer Viehherde im Bereich eines Stalls, mit - einer Busleitung (16), - mehreren Empfangsantennen aufweisenden Busteilnehmern (12) zur Anordnung in oder an einem Stall (10), - wobei die mehreren Empfangsantennen dazu ausgelegt sind, Funksignale von Sendern zu empfangen, die von sich im Bereich des Stalls (10) befindenden Tieren mitführbar sind, - einer an die Busleitung (16) angeschlossenen Steuer- und Versorgungseinheit (14) zur uni- oder bidirektionalen Datenkommunikation mit den Busteilnehmern (12) und zur Versorgung der Busteilnehmer (12) mit elektrischer Energie, und - wobei die Busteilnehmer (12) an die Busleitung (16) angeschlossen sind und über die Busleitung (16) mit der Steuer- und Versorgungseinheit (14) sowohl für die Datenkommunikation als auch zur Energieversorgung verbunden sind. Device for locating the animals of a herd of cattle in the area of a stable, with - a bus line (16), - Several bus antennas (12) with receiving antennas for arrangement in or on a stall (10), - The plurality of receiving antennas are designed to receive radio signals from transmitters that can be carried by animals located in the area of the barn (10), - A control and supply unit (14) connected to the bus line (16) for unidirectional or bidirectional data communication with the bus participants (12) and for supplying the bus participants (12) with electrical energy, and - The bus participants (12) are connected to the bus line (16) and are connected via the bus line (16) to the control and supply unit (14) both for data communication and for energy supply. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Busleitung (16) mehrere Busleitungsabschnitte (20) aufweist, von denen ein erster Busleitungsabschnitt (20) sich zwischen der Steuer- und Versorgungseinheit (14) und einem ersten Busteilnehmer (12) erstreckt, wobei ausgehend von dem ersten Busteilnehmer (12) ein zweiter Busleitungsabschnitt (20) bis zu einem zweiten Busteilnehmer (12) verläuft, und dass auf diese Weise jeder Busteilnehmer (12) über jeweils einen Busleitungsabschnitt (20) mit benachbarten Busteilnehmern (12) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the bus line (16) has a plurality of bus line sections (20), of which a first bus line section (20) extends between the control and supply unit (14) and a first bus subscriber (12), starting from a second bus line section (20) extends from the first bus subscriber (12) to a second bus subscriber (12), and that in this way each bus subscriber (12) is connected to adjacent bus subscribers (12) via a respective bus line section (20). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Busleitung (16) mindestens zwei Busleitungszweige (18) aufweist, von denen jeder ausgehend von der Steuer- und Versorgungseinheit (14) verläuft, dass jeder Busleitungszweig (18) mehrere Busleitungsabschnitte (20) aufweist, von denen ein erster Busleitungsabschnitt (20) sich zwischen der Steuer- und Versorgungseinheit (14) und einem ersten Busteilnehmer (12) erstreckt, wobei ausgehend von diesem ersten Busteilnehmer (12) ein zweiter Busleitungsabschnitt (20) bis zu einem zweiten Busteilnehmer (12) verläuft, und dass auf diese Weise jeder Busteilnehmer (12) des betreffenden Busleitungszweiges (18) über jeweils einen Busleitungsabschnitt (20) mit benachbarten Busteilnehmern (12) verbunden ist.Device according to claim 1, characterized in that the bus line (16) has at least two bus line branches (18), each of which extends from the control and supply unit (14), that each bus line branch (18) has a plurality of bus line sections (20) of which a first bus line section (20) extends between the control and supply unit (14) and a first bus subscriber (12), starting from this first bus subscriber (12), a second bus line section (20) up to a second bus subscriber ( 12), and that in this way each bus subscriber (12) of the relevant bus line branch (18) is connected to adjacent bus subscribers (12) via a respective bus line section (20).
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